显示器中的 VRR 闪烁问题 六款热门游戏 OLED 均存在此问题

在本文中，我们将探讨闪烁现象的成因和机制，如何设计 DirectX 9 严苛测试，特意在所有类型的面板上引入闪烁，不同显示器的反应，以及如何通过此类测试更好地指导 OLED 或任何游戏显示器的用户。我们将证明闪烁确实是一个问题，剩下的唯一问题是，OLED 绚丽的深黑色是否值得以闪烁为代价。最后，如果您已经购买了 OLED 显示器，该怎么办？如何最大限度地降低闪烁的可能性？继续阅读，了解更多详情。

 一系列 VRR 闪烁分数按从差到好的顺序排列。我们的结果表明，OLED 和 VA 面板的 VRR 闪烁都较为明显。IPS 和 TN 面板表现良好。

OLED 在黑暗环境下存在问题

虽然我们有大量证据表明 OLED 在某些游戏中会出现闪烁，但我们需要设计一种测试，能够持续且精确地在所有类型的 VRR 显示器（而不仅仅是 OLED）中诱发闪烁，以便准确且可重复地测量闪烁。我们通常知道 VRR 闪烁的原因是不稳定的帧速率。然而，没有任何游戏或基准测试会始终导致闪烁，尤其是在我们测量闪烁所需的一致性下。

我们的自定义 DX9 程序精确控制当前间隔，使我们能够测量和伽马校正每个显示器对周期性帧丢失和随机帧速率的响应。

为了达到我们的目的，我们可以将闪烁定义为显示器光输出幅度随时间发生的意外变化。我们的解决方案是设置一个恒定的输入频率并测量该输出幅度。为此，我们设计并构建了一款 DirectX 9“游戏”，该游戏可以在全屏模式下运行，并允许我们以极高的精度控制帧时间。该游戏将帧速率限制从 10 FPS 循环到显示器的最大刷新率，从而导致 GPU 生成的帧时间出现快速而巨大的波动，并最终显示在显示器上。

然后，我们使用全新的 16 位响应时间工具来捕捉显示器随时间变化的光输出。我们测量了显示器在一系列不同灰度色块下的行为：RGB 15、RGB 31、RGB 63 等等，一直到 RGB 255。我们发现有必要包含一个较暗的 RGB 15 色块，因为它往往是 OLED 的弱点。这种剧烈的波动是在所有类型的 VRR 显示器中诱发闪烁的最佳方法之一。它比正弦波扫描更能有效地诱发闪烁，而且我们了解到，它在 OLED 和 VA 面板中尤其有效。由于我们诱发的闪烁频率是恒定的，因此我们可以测量经过伽马校正后的闪烁幅度变化，以显示当帧速率变化时，颜色会改变多少个 RGB 值！伽马校正将测量到的显示器光输出转换为均匀递增的感知亮度等级，这使得 RGB 色块之间的比较更加容易。这种幅度闪烁是迄今为止最令人分心和最明显的闪烁类型，我们根据显示器所表现出的 RGB 闪烁对显示器进行评分。

那么，它能有多糟糕呢？我们测试过的性能最差的显示器之一是 Corsair XENEON 27QHD240。下面是它在 RGB 15、RGB 95 和白色 (RGB 255) 下经过伽马校正的闪烁响应。每个图表都代表了我们在定期 FPS 严酷测试中对 XENEON 行为的几乎一整秒的捕捉。每个波形的规律与我们用 DX9 程序引起的 FPS 行为完全匹配，它会上升和下降，每个窗口持续的时间正好是 100 毫秒。然后，如图中的粉红色部分所示，我们划定了每个测试补丁的稳态 RGB 值。然后，当帧速率被强制降低，一直降到 10 FPS 时，相邻的黄色波形行为向我们展示了显示器亮度的变化幅度！

有趣的是，每当海盗船 OLED 的输入帧率下降时，面板就会变得更亮！在 RGB 15 时，差异非常大……从 RGB 15 一直到 RGB 23，几乎超出了我们的图表范围，并且波动剧烈。这种亮度增加的现象在我们测量的每个灰色测试色块中持续存在，但随着场景变亮，幅度波动会越来越小。OLED 最大的优势之一，即其在黑暗场景中惊人的对比度和性能，也是它最容易闪烁的地方！

如上所述，我们的测试数据来自大面积均匀的灰阶色块。这些色块非常适合数值测量，但由于缺乏对比度，这些场景中的闪烁往往难以察觉。渐变的高光部分为我们的眼睛提供了一个不受闪烁影响的锚点。这种对比度让我们更容易看到暗色调中出现的闪烁，因为我们有东西可以与之比较。这种渐变（游戏中广阔的蓝天、日落、昏暗的混凝土走廊或太空中的气态星云）经常被发布到 YouTube、Reddit 和 Discord 上，作为 VRR 闪烁的示例。因此，我们用一段显示器显示 Cyber​​punk 2077 的两个不同屏幕截图的视频来补充伽马校正后的闪烁数据，视频中同时显示着强烈的闪烁文字。经 CD Projekt Red 许可，我们可以放弃尝试创建完美的自定义图像。像赛博朋克 2077 这样的游戏已经具备了我们想要展现的所有元素：密集黑暗的城市、广阔稀疏的景观、可调节的时间，以及出色的内置截图模式。我们唯一的挑战就是尽可能多地游玩赛博朋克游戏，寻找完美的拍摄地点。我们围绕巨型建筑 H7 选择了两个场景，一个是夜晚，一个是白天，以便直观地展现暗色调和亮色调下闪烁幅度的差异。

来自 Cyber​​punk 2077 的潜在和最终选定的场景具有有助于可视化黑暗和明亮内容的 VRR 闪烁的特征。

这段视频是使用我们的全画幅 佳能 EOS R6 Mark II 以 120 FPS 的速度拍摄的。为什么是 120 FPS？根据奈奎斯特-香农采样理论，我们的视频帧率必须至少是我们要捕捉的闪烁频率的两倍，而由于我们诱导的闪烁频率为 50Hz，因此我们的视频捕捉率必须至少为 100 FPS。更高的视频帧率不会带来任何额外的好处，事实上，进一步提高相机的帧率只会减少我们每帧能够捕捉到的光量，从而降低视频的信噪比。我们选择的视频曝光度要与我们用眼睛看到的效果非常接近，不会过度曝光或夸大闪烁。

捕捉视频中的闪烁有时相当困难。我们每次评测的视频并非总能捕捉到我们肉眼可见的闪烁——通常只有 1 到 2 个 RGB 的差异，这在压缩视频格式中非常细微，难以察觉。如果您在我们的视频中看不到闪烁，并不意味着显示器在 VRR 模式下完全没有闪烁，而是闪烁的 RGB 幅度不够大，无法捕捉到。我们经验丰富的测试人员会留意视频是否准确地反映了人眼可见的闪烁。

WOLED 与 QD-OLED 对比。戴尔 Alienware AW3225QF 的抗闪烁能力比 XENEON 更强，但在以不稳定的帧速率显示暗色内容时，其幅度摆动仍然较大。

我们非常渴望测试的一款显示器是新款 戴尔外星人 AW3225QF，它是超高刷新率 4K OLED 市场的首批进入者之一。我们发现 AW3225QF 的性能远优于海盗船的糟糕表现，但在暗色内容方面仍然存在明显的亮度波动，尤其是在显示帧率随机的暗色场景时。由于 AW3225QF 使用的 OLED 面板与海盗船的 WOLED 不同，我们现在认为暗色闪烁是所有当前 OLED 固有的问题。

即使获得 VESA 的 AdaptiveSync 认证，也并不意味着显示器无闪烁

2022年5月2日，VESA宣布了其 AdaptiveSync显示器认证计划：一套旨在确保显示器具有高刷新率、低延迟和低抖动的测试，并通过限制制造商可实现的过冲量来针对游戏进行优化。AdaptiveSync认证的一个组成部分尤其引人注目：VRR闪烁测试。VESA采用JEITA（日本电子信息技术产业协会）的闪烁测量方法，通过实施各种帧率扫描（锯齿形、正弦波、最小/最大甚至随机帧时间）来测试显示器在VRR中的一致性。我们尤其渴望看到那些获得VESA Adaptive Sync认证的显示器在我们自己的闪烁测试中的表现。

在我们的第一批重新测试中，六台显示器也完成了VESA的自适应同步认证：

1. 华硕 ROG Swift OLED PG27AQDM (OLED)
2. 戴尔 Alienware AW3423DWF (OLED)
3. 惠普 OMEN 27qs (IPS)
4. 联想 Legion Y32p-30 (IPS)
5. LG 27GP850-B/27GP83B-B (IPS)
6. 三星 Odyssey OLED G9/G95SC S49CG95 (OLED)

我们发现，这三款 IPS 面板的 VRR 闪烁量相当小（在 1 到 2 个 RGB 值范围内），并且通常情况下，最严重的闪烁出现在中灰色附近。一些测试人员发现了这种程度的闪烁，而其他测试人员则没有发现。相反，OLED 显示器存在明显的闪烁问题。如果这三款 OLED 显示器闪烁明显，它们是如何通过 VESA 的闪烁认证的呢？我们需要深入了解 VESA 的测试方法才能找到答案。

VESA 认证的第 6.3.1 节解释说，他们的闪烁测试完全是在中灰（RGB 127）背景下进行的。值得庆幸的是，对于 OLED 面板来说，这种色调带来的挑战并不比大多数 IPS 面板更大。例如，下图展示了 Odyssey OLED G9 在进行我们非常严苛的周期性最大/最小帧率测试时，显示 RGB 127 色阶时的表现。在最坏的情况下，RGB 127 色阶的亮度会在每个最小帧率间隔内下降不到 2 个 RGB 值。我们发现这种程度的 RGB 变化是可见的，但并不会造成太大的干扰。

这对 VESA 的 AdaptiveSync 认证意味着什么？很遗憾，这意味着该认证无法保证显示器在 VRR 下不会闪烁。VESA 的闪烁测试仅在中灰色背景下进行，但我们在 OLED（以及类似程度的 VA）测试中发现的闪烁在黑暗场景中最为明显。这是一个重大疏忽，我们相信我们的 VRR 闪烁测试更加全面，并且与这些显示器的实际游戏体验息息相关。

OLED 与 IPS：是否应该牺牲对比度来换取稳定性？

我们发现，到目前为止测试的 IPS 面板的闪烁量非常小，通常呈现 1 到 2 个 RGB 值范围内的值。最差的性能表现出现在中灰色附近。TN 面板怎么样？我们重新测试的批次仅限于两块 TN 面板，因此除了它们的性能与我们的 IPS 组相当或更好（即良好到优秀）之外，我们对它们的闪烁性能没有太多可说的。另一方面，OLED 有点参差不齐，性能往往较差。因此，显而易见的问题是：这种权衡是否值得，是否应该用 OLED 对比度换取 IPS 稳定性？虽然 OLED 的对比度和暗度水平确实令人惊叹，但我们的测试表明，闪烁确实有可能破坏游戏时的黑暗场景。

我们认为这个权衡问题只有您自己才能回答，因为它取决于个人使用情况和设置。在 VRR 模式下出现闪烁的可能性很大程度上取决于游戏代码、您的 GPU、CPU、渲染场景的复杂程度以及您玩的游戏风格。例如，如果您主要玩《反恐精英：全球攻势》，而该游戏通常具有良好的光照环境，那么您可能不需要太担心闪烁问题。

对前 25 台显示器进行测试的 VRR 闪烁结果的细分。

在前 25 台测试的显示器中，近一半在黑暗环境下表现不佳。然而，在稍亮的环境下，表现不佳的显示器数量下降到 4 台，只有两台显示器在明亮环境下仍然出现 VRR 闪烁问题。

我们新的 VRR 闪烁测试将让您更好地了解 OLED 在 VRR 闪烁方面的潜在缺陷，我们希望它能帮助您在购买新的游戏显示器时做出更明智的决定。

如何才能最大程度地减少这个问题？

如果您已经购买了 OLED 显示器，并且对其闪烁感到困扰，请不要担心；目前无需将其丢弃，因为有几种方法可以缓解此问题。正如我们的 DirectX 9 游戏测试所示，当帧时间变化较大时，就会出现明显的闪烁。这种变化是 VRR 闪烁的主要原因，因此，解决所有与 VRR 相关的闪烁问题的一个有效方法是尽可能保持稳定的帧速率。

为了实现这一点，实施较低的帧率上限可以确保更均匀的帧时间。Battle Nonsense 就此主题制作了一段深刻的视频，对这种方法进行了详尽的分析，Reddit 用户也亲身体验了一番。在三星设备上开启“VRR 控制”模式或许有助于缓解闪烁，但我们可以确认，该功能本质上是关闭了 VRR，因此也就消除了游戏时流畅、无抖动的画面所带来的任何好处。

Reddit 上关于三星 Odyssey G7 的评论推荐了一种解决 VRR 闪烁问题的方法，即将显示器的最大刷新率从 240Hz 降至 195Hz。该评论还指出，VRR 控制会引入微卡顿现象，这与我们的观察结果相符。

另一种解决方案是升级您的 PC 组件，以尽量减少加载过程中的帧丢失，尽管这种方法比较昂贵。

这些解决方案都提供了解决闪烁问题的方法，同时又不放弃 OLED 技术令人惊叹的视觉优势。

有没有不闪烁的 VA 面板？

细心的读者可能已经注意到，我们还没有提到从我们的总分分析中得出的一个令人震惊的结论：VA 面板作为一个群体，是所有面板类型中闪烁最严重的，而且几乎没有竞争力！

虽然我们收到的关于 VRR 闪烁的投诉大多针对 OLED 显示器，但我们测试过的 VA 面板的表现却差得多。我们的测试方法对所有类型的面板都采用相同的苛刻条件，而帧时间的快速变化似乎对几乎所有测试过的 VA 面板都造成了特别严重的问题。所以，我们这次的评测可不是针对 OLED 面板！

 针对四款 VA 显示器的 VRR 闪烁分数和波形选择。性能最差的显示器在显示暗色和亮色内容时都会出现持续闪烁。

我们对第一批显示器进行了重新测试，发现了一些有趣的现象。与 OLED 显示器不同，OLED 显示器的暗场会在帧率波动时出现大幅波动，而像 AOC Q27G3XMN 和 三星 Odyssey G5/G55A S27AG55这样的 VA 面板 ，在所有 RGB 色阶上都会或多或少地均匀闪烁。我们发现，这比 OLED 显示器的问题更令人困扰；至少 OLED 显示器的闪烁通常仅限于画面的某些部分，但 VA 面板的全屏闪烁却难以忽略。

那么，对于三星 G5 这样的 VA 面板，我们能得出什么结论呢？它的响应时间非常慢，这会导致游戏时出现严重的拖影或模糊，而且 VRR 闪烁也是个大问题。闪烁和响应时间的双重打击意味着我们非常不建议将 G5 用作游戏显示器，尤其是在 VRR 模式下。VA 面板处于 OLED 和 IPS 之间的一个奇怪的“无人区”。它们的响应时间比两者都差，对比度比 IPS 好但比 OLED 差，而且在 VRR 模式下，它们的闪烁倾向也与 IPS 相同，甚至更严重。

当然，这并不意味着我们永远不会推荐使用 VA 面板玩游戏。请记住，我们的闪烁测试代表的是最糟糕的情况。如果帧速率稳定流畅，您可能永远不会遇到我们所演示的如此严重的闪烁。虽然我们建议对闪烁敏感的用户避免使用 VA 面板，但对于那些不太敏感的用户来说，VA 面板或许是一个以比 OLED 更低的价格体验出色对比度的绝佳选择。

这种闪烁会困扰您吗？

对闪烁的感知既有生理上的，也有心理上的。数十年来，大量的研究探索了人类如何感知闪烁。我们能看到什么频率的闪烁？闪烁需要达到什么振幅才会令人感到困扰？

为了理解人类如何感知闪烁，我们研究了所谓的“ 闪烁融合阈值”。大多数研究人员一致认为，当频率高于 100Hz 时，人类对闪烁的敏感度会急剧下降。当然，在某些情况下，人类仍然能够感知到这种闪烁，无论是直接的，还是可能通过疲劳或头痛间接地感知到的，但这种闪烁并非在 VRR 模式下玩游戏时令人困扰的那种。人类对 10Hz 频率范围内的闪烁最为敏感。

日本电子信息技术产业协会 (JEITA) 和国际电工委员会 (IEC) 均使用时间对比敏感度函数 (TCSF) 来衡量闪烁在其指标中的频率贡献。虽然 IEC 在 10Hz 处略有上升，但这两个敏感度函数基本上只强调低于 70Hz 左右的闪烁。基于这一点，并结合客户对 VRR 闪烁的报告，我们决定专门在 50Hz 处引入闪烁。这个频率足够高，足以达到真实效果；同时，它又足够低，足以让摄像头分辨，也足够让任何计算机管理。

结论

显示器闪烁问题是我们迫切想要解决的问题，这基于大家的反馈和经验，而且除了 VESA 的 AdaptiveSync 认证测试之外，很少有研究对 VRR 引起的闪烁进行定量测量。我们自主研发的测试引入了显著的帧率波动，从而揭示了显示器在黑暗、中等亮度和明亮场景下的闪烁倾向。OLED 和 VA 面板尤其容易出现此问题，尤其是在较暗的场景中。对于对闪烁敏感的用户，最好避免使用 VA 和 OLED 面板。但也没有必要将 OLED 面板扔到一边。只要确保帧时序稳定，就无需牺牲其深邃的黑色和出色的画质。